Trabajo y energia

Trabajo y energía.

1. ¿Qué es un sistema?
El modelado de sistema, se concentra nuestra atención en una pequeña porción del universo – el sistema -, y pasamos por alto los detalles del resto del universo fuera del sistema. Una habilidad esencial para aplicar el modelado de sistema a problemas es identificar el sistema.
Un sistema válido puede.
* Ser un objeto o una partícula.
* Serun conjunto de objetos o partículas.
* Ser una región del espacio (por ejemplo, el interior de un cilindro de motor de combustión interna de un automóvil)
* Variar en tamaño y forma (por ejemplo, una pelota de hule, que se deforma al chocar contra la pared)
*
2. ¿Qué es la frontera del sistema?
Sin importar cuál sea el sistema particular en un problema dado, hay una frontera desistema, una superficie imaginaria (que no necesariamente coincide con una superficie física) que divide el universo del sistema y el entorno que rodea el sistema.

3. ¿Qué es el entorno?
El entorno es lo que rodea el sistema, y este tiene una influencia sobre el sistema
Un ejemplo seria:
Una fuerza aplicada un objeto en el espacio vacío. Podemos definir el objeto como el sistema. Lafuerza aplicada a él es una influencia sobre el sistema desde el entorno que actúa por la frontera del sistema.

4. ¿Cómo se define el trabajo realizado por una fuerza constante?
El trabajo W realizado sobre un sistema por un agente que ejerce una fuerza constante sobre el sistema es el producto de la magnitud F de la fuerza, la magnitud Δr del desplazamiento del punto de aplicación de la fuerzay cos θ, donde θ es el ángulo entre los vectores fuerza y desplazamiento:
W=F∆r cosθ

5. Defina cualitativamente el concepto de trabajo.

Consideremos la anterior figura.
Se aplica una fuerza al borrador de un pizarrón, y éste se desliza a lo largo del riel. Si deseamos saber que tan eficiente es la fuerza para mover el borrador debemos considerar no solo la magnitud de la fuerza, sinotambién su dirección. Si se supone que la magnitud de la fuerza aplicada es la misma en las tres fotos, el empuje aplicado en la foto (b), mueve más el borrador que el empuje de la foto (a). Por otra parte la foto (c) muestra una situación en la que la fuera aplicada no mueve al borrador en absoluto, no importa la fuerza con que se empuje. (A menos, por supuesto, que apliquemos una fuerza tangrande que se rompa el riel del pizarrón). Por lo tanto, al analizar las fuerzas para determinar el trabajo que realizan, debemos considerar la naturaleza vectorial de fuerzas. También debemos conocer la distancia que recorre el borrador a lo largo del riel si es que deseamos determinar el trabajo asociado con ese desplazamiento.

6. ¿Cómo se define el producto escalar entre dos vectores?
Elproducto escalar de cualesquiera dos vectores A y B es una cantidad escalar igual al producto de las magnitudes de los dos vectores y el coseno del ángulo θ entre ellos.
A.B=AB cos θ

7. De acuerdo con la definición anterior, ¿cuándo dos vectores son paralelos?
Si el vector A es paralelo al vector B y los apuntan en la misma dirección (θ = 0), entonces A.B = AB. Si el Vector A es paralelo alvector B pero los dos apuntan en direcciones opuestas (θ = 180o), entonces A.B = -AB. El producto escalar es negativo cuando 90°≤θ<180°.

8. Realice las siguientes operaciones con vectores unitarios.
El producto escalar obedece la ley conmutativa de la multiplicación. A.B=B.A
i.i=j.j=k.k=1
i.j=i.k=j.k=0
9. Si A=Axi+Ayj+Azk y B=Bxi+Byj+Bzk
Determine A.B y A.AA.B=AxBx+AyBy+AzBz
A.A=Ax2+Ay2+Az2=A2
10. Para el caso en que la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo sea variable, ¿Cómo define el trabajo realizado por esta fuerza?
Considere una partícula que se desplaza a lo largo del eje x bajo la acción de una fuerza que varia con la posición. La partícula es desplazada en la dirección de la x creciente de x =xi a x=xf. En tal situación no podemos usar W=F∆r...